聚合物改性水泥水化程度测定方法比较

介绍了当前测试水泥水化程度的几种方法：水化热法、化学结合水法、氢氧化钙含量测定法和背散射电子图像分析法。比较了这些方法对聚合物改性水泥水化程度测试的适用性和局限性。聚合物由于改变了水泥水化进程和水化产物的组成、其本身热分解的温度又与水化产物相近,在多种测试方法中都会对水泥水化程度测试带来干扰,使得测试结果存在较大的偏差。而背散射电子图像分析法是基于某一龄期未水化颗粒占原始颗粒的比例来表征水化程度的,而与水化过程和水化产物的组成无关,是测试聚合物存在下水泥水化程度的一种可靠方法。     

大掺量石灰石粉-水泥复合体系水化机理的研究

通过XRD、综合热分析、水化放热等测试手段对大掺量石灰石粉-水泥复合体系的水化机理进行分析,分析结果表明：石灰石粉对水泥早期水化有显著的促进作用,石灰石粉比表面积越大,效果越明显,在水化后期,部分石灰石粉参与水化反应生成少量水化碳铝酸钙,掺有石灰石粉的水化浆体中凝胶数量较纯水泥系统少。     

半水硫酸钙晶须水化质量分数对其水化能力的影响研究

半水硫酸钙晶须的水化能力对其应用有较大影响,为掌握半水硫酸钙晶须水化质量分数对其水化能力的影响规律,对半水硫酸钙晶须在不同水化质量分数下的水化过程进行了研究.在此基础上,采用XRD、SEM等对晶须水化产物进行了表征,结果表明:随着半水硫酸钙晶须水化质量分数的增大,其水化速度减慢;当半水硫酸钙晶须水化质量分数为1.0％时...     

锂化合物对硫铝酸盐水泥水化历程的影响

研究了锂化合物对硫铝酸盐水泥凝结时间、水化历程、水化产物种类和形貌的影响。水化热试验表明:锂化合物的掺入使得硫铝酸盐水泥的水化诱导期消失,直接进入水化加速期,同时使得早期的水化速率和水化放热量显著增加,后期的水化放热量减小。X射线衍射分析表明:锂化合物的作用仅提高了水化产物的生成速率,对水化产物种类无影响。扫描电镜观察结果表明:锂化合物的掺入提高了水化产物的生成速率和生成量。研究结果还表明:空白硫铝酸盐水泥在水化加速期依次出现的3个水化放热峰是由于不同的钙钒石生成阶段所致;在相同的Li+掺量(以摩尔计)下,相对于Li2CO3而言,LiOH·H2O具有更强的加速硫铝酸盐水泥水化的能力。     

减水剂对水泥水化行为的影响

研究了木素磺酸钙(calcium lignosulfonate,CLS)、氨基磺酸高效减水剂(amino-sulfonic based superplasticizer,ASP)、萘磺酸甲醛缩合物(sulfonated naphthaleneformaldehyde,FDN)和三聚氰胺脲醛树脂(sulfonated melamine urea formaldehyde resin,SMUF)4种减水剂对水泥水化行为的影响.结果表明:随着CLS和ASP掺量(质量分数)的增加,水泥水化温峰出现的时间延迟,温峰值降低,达到稳定水化程度所需的时间增加.FDN和SMUF则对水化温峰值、温峰出现和达到稳定水化程度所需的时间影响不大.4种减水剂均可提高水泥水化初始期的水化速率和延长诱导期.FDN对初始期水化速率的提高作用最强,当FDN的掺量为0.6%时,第一水化速率峰为60 kJ/(kg·h),而空白样仅为12 kJ/(kg·h).水化初始期后,CLS可以显著延长水化诱导期和降低其第二水化速率峰值,当CLS的掺量从0增加到0.6%时,水泥水化诱导期由¨h延长到40h,第二水化速率峰由49.8 kJ/(kg·h)降低到29.5 kJ/(kg·h).而ASP的掺量为0.6%时,则水泥水化诱导期由7 h延长到29 h,但不降低第二水化速率峰值.FDN对第二水化速率峰的出现有轻微的延迟作用,SMUF也可延迟第二水化速率峰的出现,却一定程度提高了第二水化速率峰值.减水剂对水泥颗粒的分散作用和对水化产物生成的影响是其对水化行为影响的主要原因.     

氧化石墨烯对水泥水化进程及其主要水化产物的影响EI北大核心CSCD

研究了氧化石墨烯（GO）对水泥水化进程及其主要水化产物氢氧化钙（CH）、水化硅酸钙凝胶（C-S-H）的影响。采用原子力显微镜、透射电镜等对所用GO进行了表征,采用水化热、X射线衍射分析以及热重分析等方法对不同GO掺量的新拌水泥浆体水化程度以及水化产物含量等进行了测量。结果表明：GO的掺入对水泥水化进程并无明显影响,即GO并不存在促进水化的作用,但是GO的掺入可以影响水化产物尤其是氢氧化钙的结晶过程和形态;GO对水泥浆体硬化后形成的凝胶孔特征有重要影响,随着GO掺量的增加,能够使凝胶孔中存有更多的自由水,并在一定程度上细化、封闭孔结构;GO的存在不仅对六方片状晶体的生成有明显抑制作用,并且能够细化晶体氢氧化钙的尺寸。     

环氧乳液改性水泥基材水化过程的硬化机理

极端环境和复杂荷载条件对混凝土结构的材料性能提出了更高的要求,聚合物通过改性水泥基材提高混凝土性能的方法已经得到了广泛应用。本研究为揭示环氧乳液改性水泥基材水化过程的硬化机理,通过等温放热试验分析环氧乳液对水泥水化放热过程的影响,结合原位XRD技术跟踪水泥主要矿物熟料和水化产物在水化反应早期的相含量发展。研究结果表明,环氧乳液对水泥水化的阻滞作用与环氧颗粒、水泥矿物熟料和水化产物之间的相互作用有关,并随着水化时间的延长,相互作用效果越明显。在水泥胶凝体系中,环氧乳液会减缓水化放热速率,降低水化放热峰值,减少累积放热量。环氧乳液通过抑制水泥矿物(C₃S、C₃A、石膏)的溶解和水化产物(钙矾石、氢氧化钙)的析出,延缓硅酸盐反应和铝酸盐反应;环氧乳液对水泥水化的影响随着其掺量的增加而增强。     

温度对半水硫酸钙晶须水化过程的影响

对半水硫酸钙晶须在不同水化温度下的水化过程进行了研究.通过XRD、SEM等对晶须水化产物进行了表征,结果表明:半水硫酸钙晶须水化过程随着静置水化温度的升高而延迟,静置水化温度大于100℃时,晶须不水化.晶须长径比减小的趋势随水化温度的升高逐渐减弱.静置水化温度为80℃时,半水硫酸钙晶须的长径比在水化30 min后可保持为30左右.     

羟基羧酸类缓凝剂对水泥水化的缓凝机理EI北大核心CSCD

采用水化微量热仪、电导率仪和X射线衍射仪研究了羟基羧酸类缓凝剂分子结构中羟基和羧基对水泥水化的影响,并对缓凝剂的吸附和络合能力进行了比较。结果表明：羟基羧羧类缓凝剂会延缓水泥矿物的溶解,过饱和溶液的形成及水化产物的生成,主要通过阻滞水化产物的结晶成核过程来推迟水化进程,不影响水化加速期的水化反应速率。吸附作用为影响水化的主要因素,随分子结构中羟基或羧基的增多,其吸附和络合能力均会增强。     

蒸养条件下复合胶凝材料水化过程(英文)

复合胶凝材料水化性能在蒸汽养护及标准养护下有很大差异。通过水化程度、水化产物分析,研究了养护条件及胶凝材料组成对大掺量粉煤灰和磨细矿渣粉矿物掺合料复合胶凝材料体系水化性能的影响。采用化学结合水法、氢氧化钙法及X射线衍射法对复合胶凝材料的水化程度和水化产物进行了表征。结果表明:蒸汽养护条件加速了复合胶凝材料的早期水化,在蒸养阶段更为明显;化学结合水法和氢氧化钙法均能表征胶凝材料的水化程度,当采用氢氧化钙法时,应考虑掺合料火山灰反应影响;蒸汽养护条件下,复合胶凝材料的水化产物种类不变,但水化产物含量增多。     

水性环氧树脂改性水泥砂浆力学性能及微观结构

通过对水泥砂浆中掺加水性环氧树脂,制备了水性环氧树脂改性水泥砂浆,研究了不同聚灰比下,水性环氧树脂对水泥砂浆水化和强度的影响.运用XRD、TG/DSC、SEM、FTIR微观测试手段,研究了水性环氧树脂对水泥砂浆水化产物的影响.研究结果表明:水性环氧树脂可形成聚合物膜会延迟水泥水化;水性环氧树脂的加入会降低水泥砂浆的抗压强度;当聚灰比在2％范围以内,水性环氧树脂可以提高水泥砂浆的抗折强度.     

己二酸对掺石灰石粉水泥浆性能的影响

为探究掺加石灰石粉的水泥浆中加入己二酸的作用效果,对添加己二酸的掺石灰石粉水泥浆体流动性、强度、水化热及化学结合水的影响规律进行了研究.利用X射线衍射和扫描电镜技术手段对其机理进行分析.结果表明:己二酸的加入提高了掺石灰石粉水泥浆体的流动度、3 d强度、早期水化温升值和早期水化结合水量,掺入己二酸在3d时生成更多的水化碳铝酸钙,水化产物结构更加致密.     

新型复合早强剂对水泥砂浆力学性能的影响

本文试验研究了两种新型复合早强剂(甲酸钙-晶胚、甲基丙烯酸-晶胚)对水泥砂浆新拌性能和力学性能的影响,并通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行了微观分析。结果表明,随着早强剂掺量增加,新拌水泥砂浆的流动度略有降低,凝结时间提前。两种复合早强剂均能够加速水泥早期水化,显著提高水泥砂浆的早期强度。甲酸钙-晶胚、甲基丙烯酸-晶胚两种复合早强剂可使水泥砂浆的12 h抗压强度分别提高96.7%和89.3%,抗折强度分别提高192.2%和211.1%;同时,对水泥砂浆28 d抗压强度的提高幅度仍高达50.0%左右,说明两类早强剂对水泥砂浆后期强度发展无负面影响。XRD和SEM分析均证实,掺两类复合早强剂使水泥水化程度提高,水化产物增多,结构密实度提高。     

Effects of styrene–acrylic emulsion on bond performance and interface microstructure of repair mortar of ternary cementitious system

This study investigates the effects of styrene–acrylic emulsion (SAE) as a modifier and interfacial agent on the interfacial bond performance of ordinary Portland cement–aluminate cement–gypsum (PAG) repair mortar. The hydration products and interfacial microstructure are analyzed via x-ray diffraction (XRD), x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy, and scanning electron microscopy (SEM). The results demonstrate that the addition of SAE can effectively enhance the tensile bond strength and flexural bond strength of the PAG repair mortar, and the optimal addition amount of SAE is 10 wt%. The tensile and flexural bond strengths of the PAG repair mortar with SAE interfacial agent at 40% concentration are 1.38 and 1.34 times than those of the mortar without the interfacial agent, respectively. XPS and FTIR analyses reveal that the carboxyl groups in SAE and Ca²⁺ generated from cement hydration form Ca²⁺–carboxyl complexes. The SEM and XRD analyses indicate that SAE can alter the distribution and size of crystals at the bond interface and considerably reduce the thickness of the bond interface; however, SAE cannot change the type of hydration products at the bond interface.     

The influence of admixed micelles on the microstructural properties and global performance of cement-based materials

In this study, the influence of the admixed micelles (poly(ethylene oxide)-block-polystyrene micelles) on the microstructure and hydration rate of cement paste and more global performance of mortar were investigated. In cement paste, the cement hydration rate was only slightly influenced by the admixed micelles; on the other hand, the micelles lead to a reduced porosity and a denser matrix. The nano indentation combined with MIP and microstrutural analyses proves that the admixed micelles lead to a more uniform distribution of hydration products. In mortar, the compressive strength of the micelle-containing mortar was almost unaffected; the coefficient of water permeability was 3 orders of magnitude lower for the micelle-containing specimens, compared to the control (micelle-free) specimens. All experimental results indicate that the micelles act as nucleation sites for the formation of new hydration products and possibly induce defloculation of un-hydrated cement particles, resulting in a more uniform and homogeneous cement matrix.     

水泥-乳化沥青-环氧乳液复合胶浆硬化机理研究

针对水泥路面表面损伤修补材料应当具有良好的适应性、界面粘结强度高和较强耐久性等特点,对砂浆类修补材料进行复合改性,研发出一种新型有机-无机类复合修补材料--CAE复合胶浆.对不同龄期的CAE砂浆进行抗折、抗压试验以及冲击韧性试验并采用XRD、红外光谱和SEM等微观测试方法研究其硬化机理.研究结果表明,环氧乳液掺量为30％时,CAE复合胶浆抗折强度与普通砂浆差别不大,抗压强度较普通砂浆低,但冲击韧性显著提高.加入乳化沥青和环氧乳液能够延缓水泥水化但不能阻碍水化进程,环氧乳液能够在CAE复合胶浆中完全固化,乳化沥青和环氧乳液固化形成的网络结构与水泥水化产物相互交织穿插,有效改善了CAE复合胶浆材料的孔隙结构.     

玄武岩纤维及聚丙烯纤维对水泥砂浆性能影响的对比分析

以聚丙烯纤维为对比,研究了不同掺量的玄武岩纤维对水泥砂浆抗压、抗折、抗弯性能的影响,并采用扫描电子显微镜观察纤维在砂浆中的分布状态.结果表明:在最佳掺量下,玄武岩纤维水泥砂浆的各种力学性能优于聚丙烯纤维水泥砂浆并与砂浆具有更好的结合形态,可以取代聚丙烯纤维作为水泥基材料增强体,玄武岩纤维对水泥浆体早期具有显著的增强作用,但降低了水泥砂浆的28d强度;玄武岩纤维对砂浆的抗弯破坏荷载改善不显著,但明显增大了相同荷载下试件的挠度.     

不同细度水泥的水化特性及其对水泥砂浆自愈合性能的影响

研究了不同细度水泥的水化热、水化产物和力学性能,以及水泥细度和养护条件对预制裂缝的水泥砂浆强度恢复率和裂缝愈合的影响.结果表明:随着水泥比表面积增大,水泥水化放热量峰值越高,相同龄期下的水化程度越高;预制裂缝试块在自然养护、标准养护和水中养护90 d后的强度恢复率呈现出来相似的规律,均随着细度增加而逐渐减小;比表面积为254 m2/kg和407 m2/kg的水泥制成的砂浆试块,预制裂缝的初始最大宽度都为0.070 mm,前者水中养护90 d后裂缝基本愈合;而后者的裂缝愈合率只有57.1%.     

蒸养条件下两性聚羧酸减水剂对胶砂及混凝土强度的影响

合成了阴离子型和两性型聚羧酸减水剂,研究了两类聚羧酸减水剂对水泥水化热、蒸养胶砂和蒸养混凝土强度的影响.结果表明:在蒸养条件下,与阴离子型聚羧酸减水剂相比,掺两性型聚羧酸减水剂的水泥水化温峰更高;在相同水灰比时,掺两性聚羧酸减水剂的蒸养胶砂和蒸养混凝土的强度也更高.XRD分析可知,掺入两性聚羧酸减水剂在蒸养条件下生成更多的AFm和氢氧化钙,促进了C3S和C2S的水化.     

环氧水泥砂浆的改性机理

通过对环氧改性水泥净浆的水化程度和砂浆的孔结构研究，借助于扫描电镜分析，探讨了聚合物对水泥砂浆的改性机理。聚合物的存在一方面延缓了水泥的水化速度，另一方面改善了硬化浆体的毛细孔结构，一部分聚合物在硬化浆体中形成不连续的薄膜。所以聚合物的改性作用是上述两方面的综合作用。